4.1.3Розрахунок відношення корисного сигналу до сигналу шуму робочого каналу

Це співвідношення визначаємо як відношення потоку, що падає на приймальну площадку до величини ефективного порогового потоку фотоприймача:

де -пороговий ефективний потік ,що реєструється приймачем від реального джерела з температурою T=1500K.

Велечина ефективного порогового потоку визначається за формулою:

де -пороговий ефективний потік ,що реєструється приймачем від АЧТ при температурі T_АЧТ ;

k_АЧТ –коефіцієнт використання приймачем випромінювання АЧТ з температурою T_АЧТ.;

k_Дж.-коефіцієнт використання приймачем випромінювання реального джерела з колірною температурою T_Дж.

Ці коефіцієнти розраховуються за такими формулами:

де , -функція спектрального розподілу відносної густини потоку випромінювання ,відповідно для АЧТ із температурою T_АЧТ та реального джерела з температурою T_Дж.=1500K;

-функція спектрального розподілу чутливості фотоприймача (довідникові дані);

-спектральний коефіцієнт сірості вольфраму;

-спектральне пропускання світлофільтра.

де -ширина смуги пропускання підсилювального тракту (приймаємо

)

Тоді підставляючи наші дані одержимо:

4.1.4 Розрахунок коефіцієнта качт

Температура еталоного АЧТ,використаного при атестації нашого проиймача Т_АЧТ= =573К.Визначимо коефіцієнт використання приймачем випромінювання еталоного джерела k_АЧТ за формулою за методом трапецій:

Для достатньої точності приймаємо Δ =0,2 мкм. Таблиці для розрахунку k_е приведені в Додатку.

Отже одержимо:

На рис 4.2 приведено графічне знаходження k_e

Рис.5.1 До розрахунку k_е

Розрахунок коефіцієнта k_Дж.

Для обчислення чисельника інтегралу виберемо спектральний діапазон обмежений функцією пропускання фільтру для робочого каналу.

Брати ширший діаразон довжин хвиль нерацірнально ,оскільки у інших ділянках спектру підінтегральна функція рівна нулю.Всі розрахунки проведені в програмі Origin,а дані для обрахунку наведини у Додатку таблиця 1.

K_Дж.=0.00133929

3.1.5. Розрахунок тілесного кута коліматорної лінзи робочого каналу

Виходячи із співвідношення (5.16):

Обраховуємо формулу відносно w:

Отримуємо, що тілесний кут рівний:

=0,186

Тоді, визначаємо параметри коліматорної лінзи. Обираємо світловий діаметр D = 12, і рахуємо фокусну відстань f за формулою:

Отже фокусна відстань нашої коліматорної лінзи буде рівною:

28,6мм

4.2.1Енергетичний розрахунок опорного каналу

Всі розрахунки проводимо аналогічно до розрахунку робочого каналу.

Розрахунок велечини світлового потоку випромінювання тілом розжарювання при колірній температурі T=1500K в тілесному куті ω в спектральному діапазоні від λ₁=3,71мкм до λ₂=4,07мкм.

Визначаємо довжину хвилі максимального випромінювання АЧТ нагрітого до температури T_K за законом Віна:

Розрахуємо λ_max для температури 1500K:

Z(x₁)=0,699

Z(x₂)=0,747

Ф’_АЧТ=(0,747-0,699) 1500⁴ 5,67 10^-12 0,046=0,06337 Вт.

Для переходу від АЧТ до реальної лампи розжарювання необхідно ввести коефіцієнт сірості ε(λ,T),тобто можна записати:

Ф’_дж=Ф’_АЧТ ε(λ,T)

Підставляючи наші значення у формулу дістанемо:

ε_w(λ,T)=0,0879

Ф’_дж=0,06337 0,0879=5,56 10^-3 Вт.

ε_w(λ,T) визначаємо за відповідними таблицями для даної температури і cередньої довжини хвилі.

Визначемо пропускання оптичної системою за формулою:

d_о.с=2 d_в.к.+d_л.кол.+d_л.о.=2 +3,5+3,5=13мм.

Тоді пропускання оптичної систети зарахунок поглинання в матеріалі буде дорівнювати:

Розрахуємо втрати на відбивання на одній поверхні:

Інтегральний коефіцієнт пропускання робочого світлофільтру визначається наступним виразом:

В іншій формі запису :

де S_ф –площа під кривою спектру,а S₁- площа прямокутника обмеженого

координатами λ_max та λ_min.

S₁=(4,07-3,71) =0,36 мкм²

S_ф=0,129 мкм²

Тоді сумарний коефіцієнт пропускання робочого каналу буде рівний:

Отже підставляючи розраховані дані одержимо: